1、第第4節(jié)節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計制作生態(tài)瓶設(shè)計制作生態(tài)瓶( (缸缸),),觀察其穩(wěn)定性：觀察其穩(wěn)定性：討論：討論：如何制作小型生態(tài)瓶，才能使它在較長時間內(nèi)維持相對穩(wěn)定?先來聽聽凱巴森林的故事吧先來聽聽凱巴森林的故事吧 1906年以前，美國亞利桑那州北部的凱巴森林還是松杉蔥郁，生機(jī)勃勃。大約有4000頭左右的鹿在林間出沒，以貪婪的目光躡足尾隨鹿群的是以兇惡殘忍著稱的狼。為了這些鹿的安寧，1906年，美國總統(tǒng)決定開展一場除狼行動，到1930年累計槍殺了6000多只惡狼。狼在凱巴伯林區(qū)不見蹤影了。于是鹿在那里開始無憂無患“無計劃”地生育了，不久鹿增長到10萬余頭。人類保護(hù)鹿群的愿望實(shí)

2、現(xiàn)了！但是，這一情況并沒有持續(xù)很久，興旺的鹿群啃食一切可食的植物，吃光野草，毀壞林木，并使以植物為食的其他動物銳減，為此也使鹿群陷于饑餓和疾病的困境。 1925年后鹿的數(shù)量不斷減少，到1942年，凱巴森林中鹿下降到8000頭，且病弱者居多，興旺一時的鹿家族急劇走向衰敗。想一想：1.1906年前的凱巴森林是什么狀態(tài)年前的凱巴森林是什么狀態(tài)？2.1925年后年后 為什么鹿的數(shù)量不斷減少？為什么鹿的數(shù)量不斷減少？3.凱巴森林系統(tǒng)在凱巴森林系統(tǒng)在30多年中發(fā)生了什么變化？是多年中發(fā)生了什么變化？是什么因素導(dǎo)致這種變化的？什么因素導(dǎo)致這種變化的？動植物的種類較多，草食動物和肉食動物的數(shù)量都比較穩(wěn)定，生態(tài)

3、系統(tǒng)維持在相對穩(wěn)定狀態(tài)由于沒有天敵，鹿的數(shù)量劇增，但由于食物有限，致使一些鹿被餓死。森林原有的穩(wěn)定狀態(tài)被破壞。原因是人類不正確的干預(yù)一、什么是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性一、什么是生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 生態(tài)系統(tǒng)中的生物既有出生也有死亡，既有遷入也有遷出；陽光、溫度、水分等無機(jī)環(huán)境因素也在不斷地改變。 生態(tài)系統(tǒng)在不斷地發(fā)展變化著。但對于一個相對成熟的生態(tài)系統(tǒng)來說，系統(tǒng)中的各種變化只要不超出一定限度，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能就不會發(fā)生大的改變。 由于生態(tài)系統(tǒng)中生物的遷入，遷出及其它由于生態(tài)系統(tǒng)中生物的遷入，遷出及其它變化使生態(tài)系統(tǒng)總是在發(fā)展變化的，我們變化使生態(tài)系統(tǒng)總是在發(fā)展變化的，我們就把：就把：生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定

4、階段時，它的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展到一定階段時，它的結(jié)構(gòu)和功能能夠保持相對穩(wěn)定（即：結(jié)構(gòu)和功能能夠保持相對穩(wěn)定（即：生物生物與非生物物質(zhì)和能量之間、生物與生物之與非生物物質(zhì)和能量之間、生物與生物之間相對穩(wěn)定平衡間相對穩(wěn)定平衡）稱為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。）稱為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)功能物種種類相對穩(wěn)定種群數(shù)量相對穩(wěn)定有典型完整的食物鏈能量輸入、輸出接近相等物質(zhì)輸入、輸出接近相等生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對生態(tài)系統(tǒng)之所以能維持相對穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定，是由于生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力。自我調(diào)節(jié)能力。例：河流受到輕微污染時，例：河流受到輕微污染時，物理沉降、化學(xué)分解、微生物理沉降、化學(xué)分解、微生

5、物分解等，很快消除污染。物分解等，很快消除污染。來看一個簡單草原生態(tài)系統(tǒng)模型：草鼠狐 思考：（1）這幾種生物是什么關(guān)系？這條食物鏈中的各種生物的相對數(shù)量關(guān)系如何？（2）當(dāng)草原鼠類大發(fā)生時，食物鏈中的其它生物的數(shù)量會發(fā)生什么變化？為什么？捕食與被食的關(guān)系。從總體的量上看，植物多于草食動物，草食動物多于肉食動物。草鼠狐鼠鼠草狐狐草鼠時間數(shù)量生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié) 當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生一定的變化或受到外來因素干擾時，由于生態(tài)系統(tǒng)調(diào)整本身各成分的數(shù)量，克服了系統(tǒng)內(nèi)部的變化及外界的干擾，維持相對穩(wěn)定和平衡的狀態(tài)。生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。對單一作物的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)要不斷施肥、灌對

6、單一作物的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)要不斷施肥、灌溉，增加投入，控制病蟲害，才能維持系統(tǒng)溉，增加投入，控制病蟲害，才能維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證高產(chǎn)出。的穩(wěn)定性，保證高產(chǎn)出。思考：我們應(yīng)該怎樣維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？思考：我們應(yīng)該怎樣維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性？維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施：維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的措施：1.1.控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度控制對生態(tài)系統(tǒng)干擾的程度, ,對生態(tài)對生態(tài)系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度系統(tǒng)的利用應(yīng)該適度, ,不應(yīng)超過生態(tài)系不應(yīng)超過生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力。2.2.對人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，對人類利用強(qiáng)度較大的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，保證應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的物質(zhì)、能量投入，

7、保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能的協(xié)調(diào)。 哪個生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)？哪個生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)？ 森林森林 & 農(nóng)田農(nóng)田討討 論論草鼠狐貓頭鷹蛇昆蟲食蟲鳥蟾蜍兔自動調(diào)節(jié)能力與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系一般來說,生態(tài)系統(tǒng)的組分越多,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,其自我調(diào)節(jié)能力就越強(qiáng), 穩(wěn)定性就越高。 原因：原因： 、生物的種類、數(shù)量多，一定外來、生物的種類、數(shù)量多，一定外來 干擾造成的變化占總量的比例小。干擾造成的變化占總量的比例小。 、能量流動與物質(zhì)循環(huán)的途徑多，、能量流動與物質(zhì)循環(huán)的途徑多，一條途徑中斷后還有其他途徑來代替。一條途徑中斷后還有其他途徑來代替。而一般來說,生態(tài)系統(tǒng)的組分越少,營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越

8、簡單,恢復(fù)能力就越高。原因：原因： 、生物繁殖的速度快，產(chǎn)生后代、生物繁殖的速度快，產(chǎn)生后代多，能迅速恢復(fù)原有的數(shù)量。多，能迅速恢復(fù)原有的數(shù)量。2 2、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，生物受到的、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，生物受到的制約小。制約小。熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)生物種類生物種類 營養(yǎng)結(jié)構(gòu)營養(yǎng)結(jié)構(gòu) 自我調(diào)節(jié)能力自我調(diào)節(jié)能力 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 恢復(fù)能力恢復(fù)能力多多復(fù)雜復(fù)雜強(qiáng)強(qiáng)高高低低生物種類生物種類 營養(yǎng)結(jié)構(gòu)營養(yǎng)結(jié)構(gòu) 自我調(diào)節(jié)能力自我調(diào)節(jié)能力 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 恢復(fù)能力恢復(fù)能力稀少稀少簡單簡單弱弱低低高高思考：為什么馬尾松叢林容易發(fā)生松毛蟲爆發(fā)性危害，而在混交林（由兩種或兩種以上喬木樹種組成的森林），這種單一

9、性的蟲害就不容易發(fā)生？混交林中物種較多，食物鏈、食物網(wǎng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，可以有多種天敵來控制一種害蟲的數(shù)量的發(fā)展可見，多樣性決定穩(wěn)定性可見，多樣性決定穩(wěn)定性討論：這個水域在環(huán)境污染下，還能保持穩(wěn)定性嗎？ 不能，一個生態(tài)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力是有一定限度的，如果外界因素的干擾超過了這個限度，生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定狀態(tài)就會遭到破壞。三三 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定破壞亂砍濫伐，環(huán)境污染生物入侵 1、自然因素：自然因素：火山爆發(fā)、地震、泥石流、 洪水、臺風(fēng)海嘯等。 2、人為因素：人為因素：過度開發(fā)、環(huán)境污染等 破壞因素：破壞因素：生物圈生物圈2號號美國橄欖球員約翰艾倫發(fā)起美國橄欖球員約翰艾倫發(fā)起建于亞利桑那

10、州圖森市以北建于亞利桑那州圖森市以北沙漠中沙漠中耗資耗資1515億美元，歷時億美元，歷時8 8年年19911991年年9 9月月2626日美國日美國8 8名科學(xué)名科學(xué)家進(jìn)駐家進(jìn)駐總結(jié)總結(jié) 1 1生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能總是處于不斷變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能總是處于不斷變化的過程中，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定只是相對的。化的過程中，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定只是相對的。 2 2生態(tài)系統(tǒng)能保持一定的穩(wěn)定性是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)能保持一定的穩(wěn)定性是因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力。 3 3生物圈是人類生存的唯一家園，而人類生物圈是人類生存的唯一家園，而人類活動的干擾正在全球范圍內(nèi)使生態(tài)系統(tǒng)偏活動的干擾正在全球范圍內(nèi)使生態(tài)系統(tǒng)偏離穩(wěn)態(tài)，我們要保護(hù)并提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)離穩(wěn)態(tài)，我們要保護(hù)并提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。定性。c1具有下列哪種特點(diǎn)的生態(tài)系統(tǒng)較穩(wěn)定()A生物種類較少B食物鏈較長C食物網(wǎng)中營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜D食物鏈中的消費(fèi)者較多2某小鎮(zhèn)山腳下有一個養(yǎng)分充足的淡水湖，當(dāng)?shù)卣氚阉ㄔO(shè)成旅游度假村，但是湖中有很多綠藻，使得這一水域不適合人們的消遣。于是大家想出了下列能夠在最短的時問內(nèi)大量減少這些藻類的辦法，你認(rèn)為最科學(xué)的辦法是()A大量引入肉食性魚類B大量除去吃浮游動物的魚類C徹底除去肉食性魚類D大量引入吃浮游動物的魚類7在熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)